[发明专利]一种检测重金属的纳米酶及其制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种检测重金属的纳米酶及其制备方法及应用，为铜掺杂氧化铈原位负载在NH₂‑MIL‑101(Fe)表面形成的有机‑无机复合材料。该纳米酶结构简单，合成过程简便，检测Hg(Ⅱ)具有肉眼可见、简单方便的优点。利用NH₂‑MIL‑101(Fe)高比表面积、高孔隙率的优点，将铜掺杂的氧化铈负载至表面使铜掺杂的氧化铈可以更好的分散，增加活性位点。该纳米酶对汞离子具有较好的检测能力，线性范围广，检测限低，特异性好。

技术领域

本发明涉及一种检测重金属的纳米酶及其制备方法及应用，属于重金属检测领域。

背景技术

当今，环境污染仍然是人类面临的最重要的问题之一。随着工业生产和制造业的不断发展，重金属污染越来越严重。含有重金属离子的废液排放到环境中会污染土壤和水源从而影响作物和动植物，最终在人体中积累，导致严重的疾病。例如：通过引用被污染的引用水和食品而接触汞离子Hg(Ⅱ)可能会导致一些严重的疾病，如支气管炎、肺炎等一些其他的疾病。因此开发有效的重金属检测方法变得尤为重要。

常用的检测重金属的方法包括电化学法、电感耦合等离子体质谱、离子色谱、原子吸收光谱法、比色法和荧光光谱法等。在这些有吸引力的检测方法中，其中比色法除选择性和灵敏度高外，还具有检测快、肉眼可见、操作方便等优点，已被大规模用于研制便携式即时检测设备，利用酶的催化作用使显色底物变色，是常用的比色法之一。

天然酶有很多缺点，比如稳定性差，制备、纯化和储存成本高等，这些缺点极大的影响了天然酶的活性和应用。为了避免天然酶的缺陷，纳米酶作为一种人工酶应运而生，其具有成本低、稳定性高、制备简单、可批量生产等优点，受到越来越多的关注。它已经逐渐成为生物、医药、工业、食品和环境等领域非常受欢迎的材料。随着现代纳米材料技术和生物技术的飞速进步和发展，纳米酶的发展也得到了极大的促进。目前许多人工酶已经被证明能够模拟许多不同的酶活性。

目前有少量关于检测重金属的纳米酶的报道，但是都存在检测范围窄，检测限高，特异性差的缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种检测重金属的纳米酶及其制备方法及应用。本发明的纳米酶具有四种酶活性，检测Hg(Ⅱ)的线性范围广，检测限低，特异性好。

为了达到上述目的，本发明是采用下述的技术方案实现的：

一种检测重金属的纳米酶，为铜掺杂氧化铈通过物理作用负载到NH₂-MIL-101(Fe)的表面形成的有机-无机复合材料。

上述检测重金属的纳米酶的制备方法，包括步骤如下：

(1)提供NH₂-MIL-101(Fe)；

(2)将Ce(NO₃)₃·6H₂O、Cu(NO₃)₂·3H₂O，溶于去离子水，然后将沉淀剂滴加到溶液中，加热搅拌20-40min，将沉淀的浆液陈化，离心，热去离子水洗涤至上层溶液的pH为7，真空干燥，煅烧，得到Cu/CeO₂粉末；

(3)将NH₂-MIL-101(Fe)与Cu/CeO₂粉末分散到去离子水中，机械搅拌15-25h，离心收集沉淀，真空干燥，得到检测重金属的纳米酶NH₂-MIL-101(Fe)@Cu/CeO₂。

根据本发明优选的，步骤(1)中，NH₂-MIL-101(Fe)是按如下方法制得：